硫化物对电镀厂铬污染土壤稳定化处理及其长期稳定性研究

发布时间：2017-12-20 16:14

本文关键词：硫化物对电镀厂铬污染土壤稳定化处理及其长期稳定性研究　出处：《华东理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：我国电镀厂场址及周边土壤的铬(Cr)污染较严重,土壤中六价铬(Cr(Ⅵ))含量高,而且土壤呈酸性,土壤污染危害风险大,修复需求迫切。稳定化是用于处理土壤中Cr的主要技术,该技术可改变土壤中Cr的存在形态但不能降低其总量,因而处理效果的长期稳定性成为该技术关注的焦点,也是该技术在管理和应用层面难以获得普遍认可的核心问题。硫化物作为一类还原性的稳定剂常用于土壤中Cr的稳定化处理,但用于电镀厂酸性Cr污染土壤的处理鲜有报道。本论文以电镀厂Cr污染土壤为对象,研究了多硫化钙(CPS)、硫化钠(Na_2S)和焦亚硫酸钠(Na_2S_2O_5)对土壤中Cr的稳定化处理效果,初步分析了三种硫化物材料对土壤中Cr的稳定化机理;在此基础上,研究了模拟酸雨淋溶、干湿交替和冻融循环对土壤中Cr长期稳定性的影响,重点分析了不同环境条件下土壤理化性质、浸出毒性和赋存形态的变化,为利用硫化物类稳定剂处理电镀厂Cr污染土壤及其长期稳定性评估提供科学依据。主要研究内容和结果如下:(1)研究了硫化物对电镀厂酸性土壤中Cr的价态、浸出毒性和形态的影响。结果表明,三种硫化物对Cr(Ⅵ)还原效果为:CPSNa_2S_2O_5Na_2S;当CPS、Na_2S_2O_5和Na_2S用量与土壤Cr(Ⅵ)含量的摩尔比为3时,土壤中Cr(Ⅵ)含量分别降低了 99.2%、74.5%和55.6%。CPS对土壤总铬(TCr)和Cr(Ⅵ)稳定效果最佳,当投加摩尔比为3时,浸出TCr和Cr(Ⅵ)浓度分别降低99.1%和99.8%;CPS和Na_2S投加摩尔比增加,土壤中TCr和Cr(Ⅵ)浸出浓度均显著降低,而Na_2S_2O_5随投加量增加,Cr(Ⅵ)浸出浓度降低但TCr浓度却升高。土壤中铬(Cr)可交换态含量随CPS和Na_2S用量增加而降低,但随Na_2S_2O_5用量增加而升高;碳酸盐结合态含量随CPS用量的增加而升高,但随Na_2S_2O_5和Na_2S用量增加而降低;其它形态随硫化物种类和用量变化不显著。差异显著性分析表明,土壤Cr可交换态含量变化是硫化物稳定化土壤浸出TCr浓度变化的主要原因。(2)研究了 pH值和模拟酸雨淋溶对土壤Cr浸出特性的影响。结果表明,土壤经CPS稳定化处理后,对酸具有较强的缓冲能力,而且随土壤pH值升高,Cr(Ⅵ)浸出浓度增加,三价铬(Cr(Ⅲ))浸出浓度降低。在酸雨模拟液(pH=4,SAR)淋溶下,CPS稳定化处理土壤中TCr和Cr(Ⅵ)释放先后经历"快速释放期"和"稳定释放期";CPS投加量越多,达到稳定释放期时间越短;在"快速释放期"和"稳定释放期",土壤Cr累积释放规律分别符合修正Elovich方程和一级动力学方程;酸雨淋溶70 d,Cr可交换态显著减少,部分铁锰氧化物结合态转变为碳酸盐结合态。(3)研究了冻融循环和干湿交替对CPS稳定化土壤的理化性质、浸出毒性和形态分布的影响。冻融试验结果表明:冻融作用使土壤pH值升高,Eh值降低;随着冻融循环次数增加,土壤Cr浸出毒性增加,但低于未冻融土壤的浸出毒性;Cr可交换态和碳酸盐结合态向更稳定的铁锰氧化物和有机物结合态转变,残渣态变化不显著。干湿交替试验表明:干湿交替使土壤Eh值升高但对pH值影响不显著;Cr浸出毒性低于未干湿循环的土壤;对土壤中铬形态分布的影响与冻融作用一致。
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X53

【参考文献】

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